Roman 將協助尋找「孤立中子星Isolated Neutron Stars 」Astrometric 用Microlensing(天體測量微引力透鏡)
什麼是「天體測量微引力透鏡」?
當一個肉眼不可見的沉重天體(如孤立中子星)從一顆遙遠的背景恆星前方經過時,中子星的強大引力會像放大鏡一樣扭曲時空,並折射背景星的光線。
過去的技術只能觀測到「光度的變化」(測光微透鏡, Photometric Microlensing),也就是背景星突然變亮又變暗。
而天體測量微引力透鏡(Astrometric Microlensing)則是更進一步:
量測位置的微小偏移: 引力透鏡效應會把背景星的光線分裂成多條路徑,導致這顆背景星在天空中看起來產生了極其微小的「位置位移」。
精準秤重: 這個位移量極其微小,但因為中子星質量很大,它造成的位移會比一般恆星或行星更明顯。透過測量這個位置的物理偏移,科學家不僅能找到中子星,甚至能直接「秤出」這顆中子星的質量。
為什麼這項任務只有「羅曼望遠鏡」辦得到?
孤立中子星造成的微透鏡事件極其罕見,需要同時觀測數以億計的恆星才有可能碰上。
羅曼望遠鏡擁有與哈伯(Hubble)相當的超高解析度,但其視野(Field of View)卻是哈伯的 100 倍。它的「銀心時域巡天(Galactic Bulge Time Domain Survey)」將會對銀河系中心恆星最密集的區域進行高頻率的瘋狂掃描。
根據 2026 年最新的模擬預測,羅曼望遠鏡預計會捕捉到大約 11,000 次微引力透鏡事件,其中大約有 100 個事件是由中子星引起的,並能同時偵測到光度與位置的雙重訊號。
這將破解哪些天文學謎團?
秤出中子星的真實質量: 過去我們只能透過「雙星系統」來推算中子星質量,但雙星系統的中子星可能吸取了伴星的物質。孤立中子星能讓我們了解中子星「最純粹、誕生時的初始質量」。
解開「質量斷層(Mass Gap)」之謎: 天文學家一直很好奇,最重的中子星(約 2.1 倍太陽質量)與最輕的黑洞(約 5 倍太陽質量)之間,到底有沒有一個「找不到天體」的質量真空帶?羅曼的數據能填補這個空白。
測量超新星爆發的「踢力(Natal Kicks)」: 中子星在超新星爆發中誕生時,往往會獲得一個被彈射出去的巨大速度(踢力)。透過微透鏡觀測它們在銀河系中的運動速度,科學家能回推恆星死亡時那一瞬間的物理機制。
這項前瞻性研究發表於 2026 年 5 月中旬,來源同樣是基於 NASA 官方對於即將發射的羅曼太空望遠鏡(Nancy Grace Roman Space Telescope)的科學模擬與任務預測。
官方發布單位: NASA 官網:《NASA's Roman Poised to Transform Hunt for Elusive Neutron Stars》
https://www.nasa.gov/missions/roman-space-telescope/nasas-roman-poised-to-transform-hunt-for-elusive-neutron-stars/ 科學研究論文:
這項研究發表於學術預印本網站 arXiv(2026 年 1 月提交,5 月隨 NASA 宣傳引發熱烈討論),論文標題為:《Astrometric microlensing probes of the isolated neutron star population with Roman》。
研究第一作者為德國海德堡大學(Heidelberg University)的 Zofia Kaczmarek。
主流科學媒體報導: SciTechDaily、ScienceDaily 等。